探討有線電視CATV係統防雷及避雷技術
發布時間:2012-03-09
中心議題:
- 雷電是怎樣形成的
- 雷電的種類及其危害
- 雷電是如何引入CATV係統的
- CATV係統防雷的要點及措施
解決方案:
- 天線的防雷接地
- 前端設備的防雷接地
- 幹線係統的防雷接地
雷電災害屬於發生頻率高,破壞大的自然災害。供電和通信係統的雷擊尤其慘重。國內外時有報導,電廠、電網、通信網、youxiandianshiwangyinbeileijiertanhuan,jingjisunshichengqianshangwan,shenzhisishangrenming。youyurenmenzongbaoyoujiaoxingxinli,erqiedadezhijileishuyubukekangjudezaihai,zhishifangleigongzuochangqibushouzhongshi;其實采取好的防雷設施,可以大大減少雷災損害。本文從雷電的產生機理以及雷電對CATV係統的破壞性闡述雷電,以期讀者對雷擊有一個整體的認識,進而加強並改進CATV係統防雷的措施。
一、雷電是怎樣形成的
雷lei電dian是shi大da氣qi中zhong的de放fang電dian現xian象xiang,多duo形xing成cheng在zai積ji雨yu雲yun中zhong,積ji雨yu雲yun隨sui著zhe溫wen度du和he氣qi流liu的de變bian化hua會hui下xia停ting地di運yun動dong,運yun動dong中zhong摩mo擦ca生sheng電dian,就jiu形xing成cheng了le帶dai電dian荷he的de雲yun層ceng,某mou些xie雲yun層ceng帶dai有you正zheng電dian荷he,另ling一yi些xie雲yun層ceng帶dai有you負fu電dian荷he。另ling外wai,由you於yu靜jing電dian感gan應ying常chang使shi雲yun層ceng下xia麵mian的de建jian築zhu物wu、樹shu木mu等deng帶dai有you異yi性xing電dian荷he。隨sui著zhe電dian荷he的de積ji累lei,雷lei雲yun的de電dian壓ya逐zhu漸jian升sheng高gao,當dang帶dai有you不bu同tong電dian荷he的de雷lei雲yun與yu大da地di凸tu出chu物wu相xiang互hu接jie近jin到dao一yi定ding溫wen度du時shi,其qi間jian的de電dian場chang超chao過guo25~30kv/cm,將發生激烈的放電,同時出現強烈的閃光。由於放電時溫度高達2000℃,空氣受熱急劇膨脹,隨之發生爆炸的轟鳴聲,這就是閃電與雷鳴。雷電的大小和多少以及活動情況,與各個地區的地形、氣象條件及所處的緯度有關。一般山地雷電比平原多,沿海地區比大陸腹地要多,建築越高,遭雷擊的機會就越多。
二、雷電的種類及其危害
雷電主要有兩種:"直擊雷"和"感應雷".直擊雷隻有雷擊率的10%左右,危害範圍一般較小,可使用避雷針、避雷線和避雷網來防避,危害大得多的"感應雷"占雷擊率近90%,危害範圍甚廣,CATV係xi統tong的de電dian子zi設she備bei受shou雷lei擊ji損sun環huan,主zhu要yao是shi感gan應ying雷lei造zao成cheng的de。直zhi擊ji雷lei是shi帶dai電dian雲yun層ceng和he大da地di之zhi間jian放fang電dian造zao成cheng的de,在zai形xing成cheng雷lei雲yun的de過guo程cheng中zhong某mou些xie雲yun積ji累lei起qi正zheng電dian荷he的de靂li雲yun接jie近jin到dao一yi定ding程cheng度du時shi,發fa生sheng訊xun猛meng的de放fang電dian。出chu現xian耀yao眼yan的de閃shan光guang。當dang雷lei雲yun很hen低di,周zhou圍wei又you沒mei有you異yi性xing電dian荷he的de雷lei雲yun時shi,就jiu會hui在zai地di麵mian或huo者zhe建jian築zhu物wu上shang感gan應ying出chu異yi性xing電dian荷he,形xing成cheng帶dai電dian雲yun層ceng向xiang地di麵mian或huo者zhe建jian築zhu物wu放fang電dian;放電電流可達到幾十甚至幾百千安,放電時間為50-100? S,這種放電就是直擊雷,直擊雷對建築物和人、畜安全危害甚大。安裝於避雷針後, CATV係統的電子設備即使在其保護範圍之內,仍然可能遭雷擊而受損,大多數都是燒保險絲、dianyuanbianyaqi。zhengliuyuanjian,sanduanwenyaqi,yanzhongdehaikenengsunhuaijichengdianludengyuanjian,zheshuomingleijibushicongtianxianyinrende,ershicongdianyuanxianyinrude,kejianbileizhensuibaohulejianzhuwu,quebaohubulezhiyuqineideCATV電子設備,這是感應雷造成的。
感應雷電靜電感應和雷電流產生的電磁感應兩種原因所引起的,當帶電的雲層(雷雲)靠近輸電線路時,會在它們上麵感應出異性電荷,這些異性電荷被雷雲電荷束縛著。當雷雲對附近的目標或接閃器(避雷針是最早、最常用的接閃器)fangdianshi,qidianhexunsuzhonghe,ershudianxianlushangshufudedianhebianweiziyoudianhe,xingchengjubuganyinggaodianwei。zhezhongganyinggaodianweifashengzaidiyajiakongxianlushiyikeda100KV;在電信線路上可達40-60KV.而er且qie它ta可ke以yi沿yan著zhe線xian路lu傳chuan入ru電dian子zi設she備bei造zao成cheng損sun害hai。雷lei擊ji後hou巨ju大da的de雷lei電dian流liu在zai周zhou圍wei空kong間jian產chan生sheng交jiao變bian磁ci場chang,由you於yu電dian磁ci感gan應ying使shi附fu近jin設she備bei感gan應ying出chu高gao電dian壓ya,從cong而er使shi設she備bei損sun壞huai。
三、雷電是如何引入CATV係統的
雷電引入CATV係統主要是從避雷針、天線及引下電纜、架jia空kong電dian纜lan幾ji方fang麵mian引yin入ru,首shou先xian,由you於yu避bi雷lei針zhen尖jian端duan具ju有you很hen小xiao的de曲qu率lv半ban徑jing,雷lei雲yun逼bi近jin時shi,尖jian端duan電dian荷he集ji中zhong使shi周zhou圍wei電dian場chang形xing成cheng電dian離li區qu,當dang與yu雷lei電dian會hui合he時shi,首shou先xian是shi避bi雷lei針zhen接jie閃shan。其qi次ci,盡jin管guan避bi雷lei針zhen一yi般ban都dou高gao於yu天tian線xian,但dan有you時shi因yin高gao度du不bu夠gou,保bao護hu角jiao不bu大da,使shi天tian線xian和he連lian接jie的de同tong軸zhou電dian纜lan外wai導dao體ti上shang感gan應ying出chu高gao電dian壓ya,若ruo外wai導dao體ti未wei接jie地di或huo者zhe接jie地di不bu當dang,其qi芯xin線xian又you被bei屏ping蔽bi,就jiu會hui使shi電dian纜lan內nei外wai導dao體ti間jian呈cheng現xian高gao電dian壓ya,損sun壞huai設she備bei及ji電dian視shi機ji。另ling外wai,當dangCATV係統附近發生雷擊時,由於強電磁場會對暴露在外的架空電纜發生作用,使電纜內外導體間呈現高電壓,損壞設備及電視機。
四、CATV係統防雷的要點及措施
對(dui)於(yu)係(xi)統(tong)的(de)防(fang)雷(lei)最(zui)有(you)利(li)的(de)措(cuo)施(shi)是(shi)係(xi)統(tong)有(you)良(liang)好(hao)的(de)接(jie)地(di),良(liang)好(hao)接(jie)地(di)不(bu)僅(jin)能(neng)及(ji)早(zao)的(de)泄(xie)掉(diao)感(gan)應(ying)雷(lei)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)壓(ya),同(tong)時(shi)也(ye)可(ke)泄(xie)掉(diao)由(you)於(yu)設(she)備(bei)漏(lou)電(dian)而(er)產(chan)生(sheng)的(de)對(dui)地(di)電(dian)壓(ya),達(da)到(dao)保(bao)護(hu)設(she)備(bei)和(he)人(ren)身(shen)安(an)全(quan)的(de)目(mu)的(de),具(ju)體(ti)的(de)係(xi)統(tong)防(fang)雷(lei)也(ye)是(shi)從(cong)接(jie)地(di)開(kai)始(shi)的(de)。與(yu)此(ci)同(tong)時(shi),在(zai)需(xu)要(yao)的(de)地(di)方(fang)按(an)裝(zhuang)避(bi)雷(lei)外(wai)、避bi雷lei器qi,但dan是shi選xuan用yong器qi材cai的de抗kang雷lei擊ji性xing能neng也ye不bu忽hu視shi,在zai選xuan用yong器qi材cai時shi,考kao查zha器qi材cai的de抗kang雷lei擊ji性xing能neng也ye是shi重zhong要yao的de一yi環huan。目mu前qian,我wo國guo大da量liang生sheng產chan和he使shi用yong避bi雷lei器qi,有you以yi電dian工gong碳tan化hua矽gui閥fa片pian為wei基ji本ben元yuan件jian的de各ge種zhong閥fa式shi避bi雷lei器qi;有以氧化鋅閥片為基本元件的氧化鋅避雷器,氧化鋅避雷器較之閥式避雷器具有動作迅速、通流容量大、殘壓低、無續流、結構簡單、可靠性高、壽命長、維護簡便等優點。
1、天(tian)線(xian)的(de)防(fang)雷(lei)接(jie)地(di)。有(you)線(xian)電(dian)視(shi)的(de)接(jie)收(shou)天(tian)線(xian)和(he)豎(shu)杆(gan)一(yi)般(ban)架(jia)設(she)在(zai)建(jian)築(zhu)物(wu)的(de)頂(ding)端(duan),應(ying)把(ba)所(suo)有(you)的(de)接(jie)收(shou)天(tian)線(xian),包(bao)括(kuo)衛(wei)星(xing)接(jie)收(shou)天(tian)線(xian)的(de)接(jie)地(di)焊(han)在(zai)一(yi)起(qi),接(jie)天(tian)線(xian)的(de)豎(shu)杆(gan)(架)上應裝設避雷針,避雷針的高度應能滿足對天線設施的保護。
安an裝zhuang獨du立li的de避bi雷lei針zhen時shi,由you於yu單dan根gen避bi雷lei針zhen的de保bao護hu範fan圍wei呈cheng帳zhang篷peng狀zhuang,邊bian界jie線xian呈cheng雙shuang曲qu線xian,所suo以yi避bi雷lei針zhen高gao於yu天tian線xian頂ding端duan的de長chang度du應ying大da於yu天tian線xian的de最zui大da尺chi寸cun,避bi雷lei針zhen與yu天tian線xian之zhi間jian的de最zui小xiao水shui平ping間jian距ju應ying大da於yu3M.jianzhuwuyiyoufangleijiedixitongshibileizhenhetianxianshugandejiediyingyujianzhuwudefangleijiedixitonggongdilianjie。wulunshixindejiedixianhaishiyuanjianzhudejiedixian,jiedidianzudouyingxiaoyu4歐姆。
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2、前qian端duan設she備bei的de防fang雷lei接jie地di。如ru果guo在zai前qian端duan附fu近jin發fa生sheng雷lei擊ji,則ze會hui在zai機ji房fang內nei的de金jin屬shu機ji箱xiang和he外wai殼ke上shang感gan應ying出chu高gao電dian壓ya,危wei及ji設she備bei及ji人ren身shen安an全quan。前qian端duan設she備bei的de電dian源yuan漏lou電dian也ye會hui危wei及ji人ren員yuan的de安an全quan,因yin此ci,對dui機ji房fang內nei的de所suo有you設she備bei,輸shu入ru、輸(shu)出(chu)電(dian)纜(lan)的(de)屏(ping)蔽(bi)層(ceng),金(jin)屬(shu)管(guan)道(dao)等(deng)都(dou)需(xu)要(yao)接(jie)地(di),不(bu)能(neng)與(yu)天(tian)線(xian)的(de)接(jie)地(di)接(jie)在(zai)一(yi)起(qi),設(she)備(bei)接(jie)地(di)與(yu)房(fang)屋(wu)避(bi)雷(lei)針(zhen)接(jie)地(di)及(ji)交(jiao)流(liu)供(gong)電(dian)係(xi)統(tong)的(de)接(jie)地(di)應(ying)在(zai)總(zong)接(jie)地(di)處(chu)連(lian)接(jie)在(zai)一(yi)起(qi)。係(xi)統(tong)內(nei)的(de)電(dian)氣(qi)設(she)備(bei)接(jie)地(di)裝(zhuang)置(zhi)和(he)埋(mai)地(di)金(jin)屬(shu)管(guan)道(dao)應(ying)與(yu)防(fang)雷(lei)接(jie)地(di)裝(zhuang)置(zhi)相(xiang)連(lian),不(bu)相(xiang)連(lian)時(shi)兩(liang)者(zhe)的(de)距(ju)離(li)應(ying)大(da)於(yu)3米mi,機ji房fang內nei接jie地di母mu線xian表biao麵mian應ying完wan整zheng,絕jue緣yuan線xian的de老lao化hua層ceng不bu應ying有you老lao化hua龜gui裂lie現xian象xiang。一yi些xie前qian端duan設she備bei如ru調tiao製zhi器qi,接jie收shou機ji等deng沒mei有you過guo壓ya保bao護hu,而er隻zhi有you過guo流liu保bao護hu,一yi旦dan有you雷lei擊ji往wang往wang會hui出chu現xian電dian源yuan燒shao壞huai而er保bao險xian不bu斷duan的de情qing況kuang,針zhen對dui此ci種zhong情qing況kuang應ying在zai總zong電dian源yuan處chu加jia裝zhuang避bi雷lei器qi,以yi更geng好hao的de保bao護hu前qian端duan設she備bei。
3、幹線係統的防雷接地。敷設於空曠地區的地下電纜,當所在地區年雷雨天數大於20天及土壤電阻率大於100歐姆時,電纜的屏蔽層或金屬護套應每隔2KM左右接地一次。以防止感應電的影響。架空電纜的屏蔽層及金屬護套、鋼絞線每隔250Mzuoyoujiediyici,zaidianlanfenxianxiangchudejiakongdianlanjinshuhutao,pingbicengjigangjiaoxianyingyuxianganlaxiangongyongjiedizhuangzhi。lingwaijiushibukehushideguanglanfanglei,yinweiguanglanzaizhizaoguochengzhong,weilezengjiaguanglandekanglaqiangdu,zaiguanglanzhongzengjialegangsi。zaishezhijiexuheshi,zhizhuyileguanglanderongjie。shiyongtongchangfangfa,jiangliangduanguanglandegangsi,fenbiegudingzaijiexuheliangduandezhijiashang,ziranxingchengyijianxi。zheyang,dangrenyiyiduanguanglanzhongdegangsiganyinglehengaodeleidiandianyashi,jiuhuixianglingyiduangangsifangdian,fangdianguochengzhongchanshengdejudahuohua,shijiexuheneiguangxianduanliesunhuai。weifangzhizhezhongxianxiangdefasheng,zaiguanglandeshigongguochengzhong,yingzhuyijiangjiexuheneideguanglangangsiduantouyongdaoxianliantong,bingyongdaoxianjiangqiyudiaoguaguanglandegangjiaoxianliantong,keyouxiaodibimianguanglanzaoleidianqinhai。
4、fenpeixitongdefangleijiedi。dianlanjinrujianzhuwushi,zaikaojinjianzhuwudedifang,yingjiangdianlandewaidaodianpingbicengjiedi,jiakongdianlanzhijieyinrushi,zairuhuchuyingzengshebileiqi,bingjiangdianlanwaidaotijiedaodianqishebeidejiedizhuangzhishang,dianlanzhijiemaidiyinrushi,yingzairuhuduanjiangdianlanjinshuwaipiyujiedizhuangzhixianglian。buyaozhijiezailiangjianzhuwuwudingzhijianfushedianlan,kejiangdianlanyanqiangjiangzhifangleibaohuquyinei,danbudefangaicheliangdetongxing,gangxianyingzuojiedichuli。CATV係統中的同軸電纜屏蔽網和架空支撐電纜用的鍍鋅鐵線都有良好的接地。係統中設備的輸入輸出端應有放電保護器,220V供電的放大器的電源端應有過壓保護裝置,或者盡量將係統中220V供電的放大器改成主路60V集中供電,以保證有線網絡的獨立性和自給性,以減少雷電直接竄入的可能,這是防止雷電形成的首要措施。
總之,在整個CATV係統接地時,一定注意接地電阻的最小化,接地電阻越大防雷效果就越差,應盡量的減小接地電阻,控製在4歐ou姆mu以yi下xia為wei最zui好hao。有you線xian電dian視shi係xi統tong的de防fang雷lei是shi一yi項xiang綜zong合he的de技ji術shu工gong程cheng,任ren何he一yi個ge環huan節jie出chu了le漏lou洞dong,都dou會hui影ying響xiang整zheng個ge係xi統tong的de防fang雷lei效xiao果guo。在zai做zuo係xi統tong的de防fang雷lei設she計ji時shi一yi定ding要yao本ben著zhe科ke學xue嚴yan謹jin的de態tai度du,切qie實shi做zuo好hao係xi統tong的de防fang護hu設she計ji。
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